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ACS Synthetic biology v.6 no.1, 2017년, pp.39 - 44   SCIE
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In Vitro Reconstruction of Nonribosomal Peptide Biosynthesis Directly from DNA Using Cell-Free Protein Synthesis

Goering, Anthony W. Li, Jian McClure, Ryan A. Thomson, Regan J. Jewett, Michael C. Kelleher, Neil L.
  • 초록  

    Genome sequencing has revealed that a far greater number of natural product biosynthetic pathways exist than there are known natural products. To access these molecules directly and deterministically, a new generation of heterologous expression methods is needed. Cell-free protein synthesis has not previously been used to study nonribosomal peptide biosynthesis, and provides a tunable platform with advantages over conventional methods for protein expression. Here, we demonstrate the use of cell-free protein synthesis to biosynthesize a cyclic dipeptide with correct absolute stereochemistry. From a single-pot reaction, we measured the expression of two nonribosomal peptide synthetases larger than 100 kDa, and detected high-level production of a diketopiperazine. Using quantitative LC–MS and synthetically prepared standard, we observed production of this metabolite at levels higher than previously reported from cell-based recombinant expression, approximately 12 mg/L. Overall, this work represents a first step to apply cell-free protein synthesis to discover and characterize new natural products. Graphic Abstract ACS Electronic Supporting Info


  • 주제어

    cell-free protein synthesis .   natural products .   diketopiperazine .   cyclic dipeptide .   biosynthesis .   synthetic biology.  

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